新老混凝土粘结收缩性能研究

通过新老混凝土粘结试件的试验研究与理论分析,提出了约束收缩的力学模型,可以计算出粘结界面处的约束力以及粘结试件横截面的应力分布,二者随时间增长而增长,到新混凝土收缩停止时达到最大,粘结试件横截面的各点应变基本符号及曲线形式。     

较长龄期下自密实混凝土自生约束收缩开裂性能

进行了14个自密实混凝土配合比和2个对比的普通混凝土配合比密封试件的圆环约束收缩试验,测试自混凝土入模起的钢环内壁应变.研究较长龄期下自生收缩应力随龄期的发展规律,提出通过开裂趋势曲线评定自生约束收缩开裂性能的方法,分析粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺掺量、水胶比等参数对自密实混凝土自生收缩应力的影响规律.结果表明:自生收缩的长期作用不可忽视;开裂趋势曲线能在混凝土强度变化的前提下综合反映自生收缩开裂性能;对降低自生收缩开裂风险而言,粉煤灰存在一个最优掺量;矿渣等量替代水泥对自生收缩开裂有明显的促进作用,矿渣与粉煤灰复掺时,自生收缩开裂风险随着矿渣掺量的增加而增大;自密实混凝土的自生收缩开裂趋势随水胶比的降低显著增大.     

自密实混凝土与老混凝土的粘结-滑移性能

以自密实混凝土(SCC)为新混凝土材料,设计了推出式剪切试验装置,进行了新老混凝土粘结面的单剪试验,研究了不同强度的自密实混凝土与老混凝土的粘结滑移关系;加载后测得沿粘结长度上新混凝土在粘结面处局部的应变,再结合应变与粘结应力的分布,可以得到新老混凝土局部的粘结滑移曲线。试验结果表明:粘结应力分布呈三段式曲线;在自由端处曲线斜率很小,而在加载端处应力与滑移都增长较快;通过回归分析,得到了局部粘结滑移的本构关系,可为工程设计提供参考。     

新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变试验研究

进行了预应力作用下新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变的试验研究,包括组合梁的挠度-时间曲线、混凝土应变-时间曲线及预应力损失的测定.试验结果表明,由于混凝土的收缩徐变,在预应力作用下组合梁的挠度、混凝土应变、新老混凝土界面间的应变差、截面曲率随时间的增长明显增加.虽然界面间的混凝土应变差值在逐渐增加,但是滑移值较小,界面间的粘结可靠.预应力前期的损失较大,随着时间的增长,损失逐渐减小.采用规范给定的混凝土收缩徐变模型分析了预应力损失.在试验研究的基础上采用随时间变化的换算弹性模量建立了新老混凝土收缩徐变的有限单元法,为了验证建立的有限单元法的正确性,对试验梁进行了分析.计算结果表明,建立的有限单元法与试验值吻合较好.     

高强混凝土的自收缩试验研究

论述了混凝土自收缩产生的机理、高强混凝土自收缩的特点及其危害性。在对比和分析国内外自收缩测定方法的基础上,建立了较为科学的自收缩测定方法。针对高强混凝土自收缩大,而且集中在早期发生的特点,本文还介绍了掺用粉煤灰通过改善高强混凝土的硬化速度而降低高强混凝土早期自收缩的探索性试验结果。初步试验表明：随着粉煤灰掺量的增加,高强混凝土的自收缩减小,并有“滞后效应”;粉煤灰掺量超过２０％后,降低自收缩的效果并不明显。     

商品混凝土收缩应力试验研究

针对商品混凝土早期弹性模量是个变量,难以通过测其收缩应变直接得出收缩应力这一问题,提出了收缩应力的计算方法.通过量测81个配筋试件和素混凝土试件,从拆模起到180 d龄期内的收缩值,得到其各自的收缩应变.素混凝土试件可以自由收缩;配筋试件由于钢筋的约束,不能自由收缩,导致配筋试件比素混凝土试件收缩应变要小.利用配筋试件与素混凝土试件的收缩应变差值和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导给出商品混凝土收缩应力计算公式和收缩应力时随曲线,并对收缩应力的影响因素进行了分析.     

大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩性能

为了研究粉煤灰对混凝土收缩性能的影响并有效预测粉煤灰混凝土收缩发展的规律,对采用不同等级粉煤灰,且掺量分别为35%、40%、45%的粉煤灰混凝土的干燥收缩性能进行了研究,测试了各试件7～120 d的收缩值.结果表明:大掺量粉煤灰对混凝土的收缩有较好的抑制作用,且对后期收缩的抑制更为显著;Ⅰ级粉煤灰对混凝土收缩的抑制效果明显优于Ⅱ级粉煤灰.对收缩的时程曲线进行分析,发现其呈复合指数关系,并给出了考虑粉煤灰掺量影响的混凝土干燥收缩预测公式.     

自密实混凝土与老混凝土粘结面的抗剪试验研究

以自密实混凝土为新混凝土,选取Z形试件作为新老混凝土粘结面抗剪性能试件和整体伴随试件.在万能压力机上进行直剪试验,对自密实混凝土与老混凝土粘结面的抗剪性能进行研究.对照前人有关普通混凝土的试验结果,比较自密实混凝土和普通混凝土与老混凝土的粘结面的抗剪性能.研究表明,具有优良工作性能的自密实混凝土与老混凝土的粘结面的抗剪承载力优于普通混凝土.     

粉煤灰掺量对自密实混凝土与钢筋粘结性能影响的试验研究

探讨粉煤灰掺量对自密实混凝土与钢筋粘结性能的影响规律.采用电液伺服加载装置分别进行了3组18个钢筋与自密实混凝土粘结的拉拔试验,其中6个为钢筋内贴片试件.在试验结果的基础上,分析了粉煤灰掺量对峰值粘结应力、各阶段粘结刚度、粘结刚度退化率、粘结应力分布不均匀系数、粘结应力沿锚固长度分布的影响.结果表明:粉煤灰掺量对微滑段粘结刚度、滑移段的粘结刚度、粘结应力分布不均匀系数的影响较大,而对其他粘结性能影响较小.     

自密实混凝土收缩试验研究及收缩模型的建立

通过试验研究自密实混凝土自生收缩、干燥收缩的发展变化规律,所考察的配合比参数包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶比、胶结料用量等.基于试验结果对已有的模型进行修订,给出适合自密实混凝土的收缩模型.结果表明:随着矿渣复掺比例的增大、水胶比的下降,自密实混凝土各龄期的自生收缩显著增大,而干燥收缩则有明显减小的趋势;两种收缩都有随胶结料总量的增大而增大的趋势.配合比因素对两种收缩的影响规律并不相同,有必要进行分别研究.本文给出的模型能较好地考虑自密实混凝土的特点,与试验结果吻合良好.     

混凝土自收缩的测定及若干因素对自收缩影响规律的研究

采用非接触式电涡流位移传感器设计了自密实混凝土自收缩试验方法,进行自密实混凝土自收缩试验,考察粉煤灰单掺、粉煤灰与矿渣复掺、胶结料用量、水胶比对自密实混凝土自收缩的影响规律,并在试验的基础上提出自密实混凝土的自收缩计算模型.研究表明,该模型能够准确地对自密实混凝土的自收缩进行有效预测,可供相关研究人员进行参考.     

单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂研究

在单面干燥条件下应用自行研制的混凝土早期收缩应力测试仪及非接触式混凝土收缩变形测试仪测试了水灰比为0.26、0.40的高强混凝土的早期弹性模量和自由收缩变形,通过改进的环向约束试验观测了受约束试件内部的收缩应力及应力梯度,并在上述试验基础上研究了单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂趋势.结果表明,高强混凝土水灰比越小,单面干燥条件下的早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下的内部收缩应力增长越快,干燥表面越容易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显.     

再生块体混凝土的单轴受压试验

首先,将抗压强度分别为26.7,45.0,87.6 MPa的3种旧混凝土块体与普通商品混凝土进行混合浇筑,制作18个再生块体混凝土立方体试件和18个棱柱体试件.然后,进行立方体试件和棱柱体试件的单轴受压试验,研究旧混凝土的取代率及新旧混凝土的抗压强度差对再生块体混凝土受压力学性能的影响.结果表明:在添加低抗压强度(26.7,45.0 MPa)旧混凝土的试件中,新旧混凝土结合良好,界面难以辨别;在添加较高抗压强度(87.6 MPa)旧混凝土的棱柱体试件中,新旧混凝土的结合界面出现分离现象;试件的破坏形态似2个对顶的角锥形状;在新旧混凝土抗压强度差不变的情况下,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变随旧混凝土取代率的增加而降低,取代率对抗压强度影响较大,但对弹性模量、峰值应变的影响较小;在新旧混凝土抗压强度差不同、取代率相同的情况下,随着旧混凝土块体抗压强度的增大,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变均呈一定的上升趋势;再生块体混凝土的泊松比变化不明显,平均值约为0.212.     

环向约束条件下高强混凝土早期开裂

为研究环向约束条件下高强混凝土早期开裂趋势,在单面干燥条件下应用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试了水灰比为0.26,0.31和0.40试件的早期自由收缩变形.通过静压试验测试了试件早期弹性模量发展,通过改进环向约束试验观测了环向约束条件下各试件内部的收缩应力及应力梯度.结果表明,水灰比越小,单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂危险性越高,开裂发生时间越早;开裂时间、开裂时弹性模量在很大程度上决定了早期开裂特点.     

机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响机理

为探究机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响及其变化规律,采用固定砂石体积法和改进的全计算法配制了5组机制砂掺量(0、30%、60%、80%、100%)的自密实轻骨料混凝土,并与2组机制砂掺量(0、100%)的自密实混凝土对比,测试了各龄期下混凝土的碳化深度,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)对比研究了自密实轻骨料混凝土和机制砂自密实轻骨料混凝土碳化前后的微观结构。结果表明：随着龄期的增长,混凝土碳化深度不断增加,但碳化速率前期较大,后期较小;机制砂的掺入能够细化孔结构,提高硬化浆体和骨料过渡界面区的密实度,轻骨料特有的内养护机制能够改善骨料水泥石过渡区界面结构,均可提高混凝土的碳化性能。最后,得到了关于机制砂掺量的自密实轻骨料混凝土碳化深度预测模型,可为机制砂自密实轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。